Титановая проволока: свойства и применение

Титановая проволока бывает из чистого титана и сплавов. Её получают волочением прутков через фильеры с последующей термообработкой. Материал лёгкий, коррозионно-стойкий, биосовместимый и выдерживает высокие температуры, поэтому применяется в сварке, медицине, авиации, химическом оборудовании, машиностроении. Маркировка и требования к свойствам регулируются госстандартами.

Титановую проволоку используют там, где нужен надёжный и лёгкий материал. А также в качестве изделия, которое не боится работы в сложных условиях. Чаще всего это:

— авиация;

— медицина;

— изделия для химических установок, сварки ответственных элементов. 

Она выпускается в разных диаметрах и составах, чтобы закрывать любые задачи производства. Готовые позиции и актуальные цены от МТК «МАЗПРОМ» можно посмотреть в каталоге титановой проволоки.

Что представляет собой титановая проволока

Титановую проволоку, нить делают из чистого титана и его сплавов с разным диаметром (0,1–10 мм и больше). Металл поставляют на производство в бухтах, катушках, мотках. Стандартная длина — не меньше 10 м. Также возможен вариант поставки прямыми отрезками. Такая проволока считается полуфабрикатом. В дальнейшем из неё изготавливают изделия для разных отраслей.

Титановые сплавы, проволока отличаются составом и механическими свойствами.

Состав и особенности титановых сплавов

Чаще всего используют следующие марки:

• ВТ1-0 и ВТ1-00 — технически чистый титан.
• ВТ6 и ВТ6св — титан-алюминий-ванадиевые сплавы с повышенной прочностью.
• ВТ5 и ВТ5-1 — прочные сплавы для деталей с нагрузкой и высокотемпературных узлов.
• ВТ9 — жаропрочный сплав с хорошей ползучестью для авиации.
• ВТ20 и ВТ20-2св — сплавы с молибденом и цирконием для ответственных сварных соединений.
• ОТ4 и ОТ4-1св — деформируемые сплавы с хорошей пластичностью; используют в ракетостроении, химическом оборудовании, сварке.

Сочетание титана (45%) с никелем (55%) в сплаве (никелид титана) позволяет «запоминать формы». Эта особенность помогает возвращаться к начальным формам после деформации при определённой температуре. При этом такие изделия по-прежнему обладают хорошей эластичностью. Они выдерживают сильную деформацию при комнатной температуре. Но плюс в том, что после этого они быстро возвращаются в исходную форму.

Каждый сплав имеет хорошую прочность при своём лёгком весе: примерно в 1,5 раза легче железа. Поэтому их часто используют там, где нужна малая масса изделий:

— в авиации;

— в машиностроении. 
Чистый титан (99,61–99,98%), с оксидной плёнкой на поверхностях, используют в медицинской, химической отрасли.

Производство титановой проволоки

Титановую проволоку получают методом волочения титановых прутков. Слиток предварительно переплавляют, прокатывают или куют до нужного диаметра. После — используют как заготовку для протяжки.

Перед волочением пруток очищают. Для этого проводят травление в кислотном растворе. Оно нужно, чтобы снять оксидную плёнку, загрязнения. Для снижения хрупкости выполняют дегазацию. Это нагрев в вакууме при повышенной температуре (он нужен, чтобы удалить водород, другие газы).

Волочение проводят на волочильных станках с набором фильер разного диаметра. На крупных линиях применяют многофильерные волоки — они позволяют тянуть проволоку последовательно через несколько отверстий и стабильно держать размеры.
Для контроля качества используют ультразвуковое оборудование, машины для испытаний на растяжение, твёрдость. Именно контроль даёт гарантированную однородность, стабильные свойства готовой проволоки.

Диаметр готовой проволоки может быть разным, для этого используют различные размеры фильерных отверстий на станках. 

Технология производства

Изготовление титановой проволоки — сложная технология. Её выполнение состоит из нескольких этапов:

• Сначала добывают титан из руды (рутил, ильменит). При этом его хлорируют, восстанавливают магнием. Полученную титановую губку (пористый продукт) очищают. А затем плавят в вакуумной печи для получения слитка.

• Слиток куют, прокатывают через прокатные станки, чтобы получить нужные заготовки (прутки). Могут несколько раз прокатывать, чтобы уменьшить диаметр, улучшить структуру. Температура нагрева от 900 до 1100°C.
• Далее пруток протягивают через специальные отверстия (фильеры), которые уменьшают диаметр. Протягивают до тех пор, пока проволока не достигнет нужного диаметра. Волочение проводят:

— горячим способом. Чтобы улучшить мягкость. Подходит для сложной формовки деталей;

— холодным способом. Протянутая таким способом, твёрдая проволока обладает высокой прочностью. Её применяют для конструкций с большой нагрузкой.

• Проволоку обжигают. Это снимает напряжение, повышает гибкость.
• Проводят обработку поверхности: полируют или травят, чтобы получить необходимое покрытие.
• Наматывают в катушки, мотки или бухты.
• Затем проводят контроль качества, включающий:

— химический анализ;

— проверку на прочность;

— испытание при растяжке;

— проверку на коррозионную стойкость.

Важно учитывать чистоту и защиту проволоки от загрязнений во время её изготовления, чтобы не снизить качество материала.

Хранение готового изделия

Чтобы металл не потерял своих уникальных свойств при хранении, необходимо исключить контакт с агрессивными веществами, загрязнениями. Для этого мотки и катушки упаковывают в защитные плёнки или контейнеры. Можно также поставить стеллажи.

Хранить лучше в сухом помещении при температуре от 10 до 30°C. Важно следить, чтобы не было резких перепадов. Склад также должен подходить для защиты от влаги и окислений. Они могут поменять качество материала. 

Неупакованную проволоку рекомендуется использовать в течение 12 месяцев. Это не жёсткое правило, оно не прописано в ГОСТе.

Свойства титановой проволоки

Свойства титановой проволоки зависят от марки сплава и способа волочения. Но есть характеристики, которые сохраняются у большинства изделий:

1. Низкая плотность материала (около 4,5 г/см³) и высокая прочность позволяют делать изделия из металла лёгкими. Эти качества важны в авиации, судостроении, при изготовлении космической техники.
2. Высокая коррозионная устойчивость. Образование оксидной плёнки (TiO₂) на поверхности титанового металла при взаимодействии с воздухом защищает его от:

— агрессивных воздействий;

— кислот;

— морской воды. Кроме щелочей.

3. Гибкость. Можно гнуть заготовки и делать изделия с разной формой, диаметром.
4. Совместимость с организмом. Титановый материал не вызывает аллергию. Это особенно важно в медицине, при изготовлении имплантов.
5. Жаростойкость. Титановые сплавы выдерживают температуру до 600°C. При этом не теряют своих свойств.
6. Низкая теплопроводность и электрическая проводимость. Можно использовать титан там, где требуется изоляция от тепла, тока.

Поверхность титанового изделия бывает полированной и блестящей — подходит для медицины, декора. У травленой проволоки поверхность обработана химикатами, чтобы удалить оксидно-жировую плёнку, загрязнения. Такие изделия обладают тусклой поверхностью. При необходимости проволоку могут дополнительно обрабатывать или покрывать защитными слоями для получения заданных характеристик.

Применение титановой проволоки

Аргоновая сварка — для присадочного материала берут чаще чистую сварочную проволоку из титана. С помощью электродуговой сварки и титановых электродов получают прочные швы.

В медицине используется для титановых изделий. В основном в хирургии, стоматологии, офтальмологии при изготовлении:

— брекетов;

— стоматологических дуг;

— имплантов, винтов, пластин;

— протезов;

— спиц;

— кардиостимуляторов.

В судостроении, машиностроении, ракетной промышленности, авиации производят крепежи, пружины, тросы, детали для двигателей.

Химическая промышленность — для сварки, сеток, деталей малых сечений.

Пищевое производство — изготавливает сетчатые фильтры для фильтрации жидкостей, соков. Металл не меняет вкус пищевых продуктов и не портит их.
Спорт, ювелирная промышленность. Из него делают украшения, бижутерию, спортивные изделия.

Стандарты и маркировка

Титановая сварочная проволока выпускается по ГОСТ 27265–87 и ОСТ 1 90015–77. Эти стандарты задают требования:

— к химическому составу;

— механическим свойствам;

— диаметрам;

— условиям поставки. 

Химический состав титановых сплавов для проволоки дополнительно регулируется ГОСТ 19807–91. Он заменил более ранний — ГОСТ 19807–74.

Титановую проволоку и нить производят:

— из чистых марок титана ВТ1-0, ВТ1-00;

— из деформируемых сплавов. Например, ВТ5-1, ВТ5, ВТ3, ВТ6, ВТ6С, ВТ9 и других. 

Для сварки используют марки с обозначением «св». Например, ВТ1-00св, ВТ6св. 

Некоторые сплавы, например, ВТ20-1 и ВТ20-2, применяют там, где требуется высокая прочность.

Рассмотрим характеристику некоторых титановых сплавов: 

• Проволока титановая ВТ1–0, ВТ1–00, ВТ1–00св. Это чистый титан. Он может допустить 0,3% примесей. Обладает высокой коррозионной стойкостью. Его легко обрабатывать.

• 2В, ВТ6св. Сплав титана с ванадием, алюминием и другими примесями, которые усиливают прочность, устойчивость к коррозии.
• ВТ20-2св. Это сварочная проволока на основе сплава с алюминием, молибденом и цирконием. Её применяют там, где требуется повышенная прочность.
• ОТ4 содержит 93% титана. Остальные 7% — это алюминий, марганец, азот, кремний, цирконий. ОТ означает «опытный титан». Это значит, что разработка титанового сплава велась научно-исследовательским институтом авиационных материалов совместно с металлургическим производственным объединением. Сплав хорошо гнётся, обрабатывается.

ОТ4св, ОТ4–1св — в состав титанового сплава входят алюминий, цирконий, марганец. Используется в ракетостроении при сварке аргоном или гелием элементов двигателей, обшивки.

Преимущества титановой проволоки

Титановая проволока прочная, лёгкая, устойчива к коррозии. Она хорошо работает в агрессивных средах, не ржавеет. Подходит для химического оборудования, сварки, ответственных конструкций. 

Чистые марки титана можно использовать в медицине — материал не вызывает аллергии, не окисляется в биосреде.

Но производство титановой проволоки сложнее, дороже, чем у стали или алюминия. Потому что для этого процесса нужны:

— вакуумные переплавы;

— волочение через несколько фильер;

— строгий контроль чистоты. 

Титановые сплавы плохо переносят щелочные среды. Поэтому условия эксплуатации выбирают с учётом химической стойкости конкретной марки.

В МТК «МАЗПРОМ» можно заказать титановую проволоку в нужных диаметрах и марках. Наши менеджеры:

— подберут материал под ваши требования;

— уточнят наличие на складе;

— оформят поставку в удобные сроки.
Для этого оставьте заявку на сайте, по телефону отдела продаж (+7 495 772-01-41) или напрямую по электронной почте (info@mazprom.ru).

Поделиться: